CN104454412A - 减速带发电照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种减速带发电照明装置，包括依次连接的动能接收装置、动能传动装置、能量转化装置、电能储存装置、逆变器和路灯，所述动能接收装置包括减速踏板、齿条、齿轮、弹性部件和棘轮装置，其中减速踏板设置在道路表面，齿条和弹性部件均垂直连接在减速踏板底部，齿条向下运动时与齿轮啮合，齿轮通过齿轮轴与棘轮装置连接，在弹性部件上设有避震器。本发明利用机动车压动安装在路面上的减速带踏板，将机动车从行驶速度减速到低速状态过程中，需要减掉的动能转化为电能：具体是利用齿轮等将机动车的动能传动给发电机，发电机再将动能转化成电能，最后通过相关电路将其转化为220V、50Hz市电，从而实现对路灯的供电。

Description

减速带发电照明装置
技术领域
本发明涉及一种发电照明的装置，具体涉及一种利用车辆减速时产生的能量进行发电照明的装置。
背景技术
随着人类生活水平的提高，日常出行车辆越来越多，为了减少交通事故的发生，通常在住宅生活区、学校等路段内设置减速带，迫使车辆降速行驶。车辆在经过减速带时，其动能白白浪费掉了。在能源日渐匮乏的当今社会下，很有必要对车辆减速时产生的能量利用起来。随着我国城市化规模的不断扩大，城市路灯数量大幅增加，路灯系统的耗电量也随之剧增。以南宁市为例，按照2008年的统计数据南宁市共有18万盏路灯，以250W高压钠灯计算，假设每天供电12小时，一年的耗电量就高达2亿多千瓦时，可见城市路灯系统的耗电量有多么的巨大。如利用车辆减速时产生的动能转化为电能，直接为道路的路灯提供电力支持，不仅达到节能环保的目的，还可以减少电缆的铺设成本，一举两得。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可将车辆减速时产生的动能转化为电能的减速带发电照明装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
减速带发电照明装置，包括依次连接的动能接收装置、动能传动装置、能量转化装置、电能储存装置、逆变器和路灯，
所述动能接收装置包括减速踏板、齿条、齿轮、弹性部件和棘轮装置，其中减速踏板设置在道路表面，齿条和弹性部件均垂直连接在减速踏板底部，齿条向下运动时与齿轮啮合，齿轮通过齿轮轴与棘轮装置连接，在弹性部件上设有避震器；
所述动能传动装置包括传动轴，该传动轴的输入端与棘轮装置输出端连接；
所述能量转化装置包括发电机和与发电机连接的电能转化部件，所述传动轴的输出端与发电机连接；
所述电能储存装置与电能转化部件连接；
所述逆变器与电能储存装置连接，将电能储存装置的直流电转化为220V、50Hz的市电，供给路灯照明。
为了可以保证发电机可持续发电，上述技术方案最好包括至少1组动能接收装置，这些动能接收装置设置在道路的减速区域，且动能接收装置中的棘轮装置通过动能传动装置依次连接，与发电机最近处的动能接收装置通过动能传动装置与发电机连接。
为了延长使用时间，所述减速踏板为实心钢板，所述弹性部件为高强度、抗变形的板簧。
为了确保路灯的照明，提高了路灯供电的稳定性和可靠性，以及在现有路灯系统中进行改造，上述方案还包括路灯供电系统和报警系统，所述报警系统与电能储存装置、路灯供电系统连接、路灯均连接，并在检测到电能储存装置电量不足时、将路灯供电系统切换至与路灯接通。
与现有技术相比，本发明利用机动车压动安装在路面上的减速带踏板，将机动车从行驶速度减速到低速状态过程中，将浪费掉的动能转化为电能：具体是利用齿轮等将机动车的动能传动给发电机，发电机再将动能转化成电能，最后通过相关电路将其转化为220V、50Hz市电，从而实现对路灯的供电；并且利用棘轮装置，使减速踏板的上下运动带动的齿轮瞬时针或逆时针旋转，发电机都在发电，提高发电量；另外本装置结构简单、安装方便、成本低主要安装在交通岗附近、收费站以及需要安装减速带的小区、学校等，既可以帮助机动车实现安全减速，又可以提供可观的电能，不仅能提供给路灯，也可以供交通设施、警示牌、信号灯等工作。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明中的一组动能接收装置的结构示意图。
图中标号为：1、减速踏板；2、齿条；3、齿轮；4、弹性部件；5、棘轮装置；6、避震器。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种减速带发电照明装置，包括包括依次连接的动能接收装置、动能传动装置、能量转化装置、电能储存装置、逆变器和路灯。
所述动能接收装置包括减速踏板1、齿条2、齿轮3、弹性部件4和棘轮装置5，其中减速踏板1设置在道路表面，齿条2和弹性部件4均垂直连接在减速踏板1底部，齿条2向下运动时与齿轮3啮合，齿轮3通过齿轮轴与棘轮装置5连接，在弹性部件4上设有避震器6。所述避震器6起到减震作用，在保护减震带的同时也缓解了减震带与轮胎接触时的冲击力。所述棘轮装置5可以使减速踏板1的上下运动带动的齿轮3瞬时针或逆时针旋转，发电机都在发电，且所发电方向相同，提高发电量。
所述减速踏板1可以为钢板、塑胶板等，为了提高减速踏板1耐磨性和耐腐蚀性，在本优选实施方式中，所述减速踏板1为实心钢板。所述齿轮3也为具有高耐磨性的齿轮3，以满足本装置工作过程中齿轮3处于不断的变速工作中，工作条件相对复杂的环境。为了使使减速踏板1在被压下一定位移后又能有足够的力恢复原状，所述弹性部件4为高强度、抗变形的板簧。
所述动能传动装置包括传动轴，该传动轴的输入端与棘轮装置5输出端连接。
所述能量转化装置包括发电机和与发电机连接的电能转化部件，所述传动轴的输出端与发电机连接。所述电能转化部件包括一系列的整流、滤波等转化电路，将发电机产生的电能转化为可以存储在蓄电池中的直流电。
所述电能储存装置为蓄电池，其与电能转化部件连接，用于存储电能。因储存在蓄电池中电为直流电，电压一般为12V、24V、36V、48V等，由于目前大部分路灯采用市电(即220V,50Hz)供电，因此电能储存装置与一逆变器连接，逆变器可将电能储存装置的直流电转化为220V、50Hz的市电，供给路灯照明。
为了提高了路灯供电的稳定性和可靠性，本装置还包括路灯供电系统和报警系统，所述报警系统与电能储存装置、路灯供电系统连接、路灯均连接，并在检测到电能储存装置电量不足时、将路灯供电系统切换至与路灯接通，并且能智能识别白天与晚上，实现路灯的开启与关闭，达到节约的目的。
为保证发电机可以连续转动，本装置包括多组动能接收装置，这样可以在一条道路上按照一定的距离安装一定数量的减速踏板1，每个减速踏板1通过齿轮3将动能传递给传动轴，再进一步传给下一级的动能接收装置，最终通过与发电机最近处的动能接收装置传递给发电机。
当有力施加到减速踏板1上时，减速踏板1该踏板被压下，去掉作用力时由弹性部件4的作用力将其恢复原位。减速踏板1下压后通过与齿轮3的啮合，将动能转化成为齿轮3和棘轮装置5的转动动能，再通过一级级的传动与动能汇集，最终传递给发电机；发电机接收到动能后通过电磁感应作用产生电能。但此时发出的电能是无法直接使用的，即无法给蓄电池充电，还需要电能转化，将其转化为可以存储在蓄电池中的直流电，最后通过逆变器将其转化为220V、50Hz的市电，晚上开路灯时为路灯供电。
本装置以减速踏板1露出地面的高度为6cm，可以使一台发电机平均每分钟转动300转左右，可带动300转/分的5kw发电机进行发电，一小时将产生5千瓦时的电量。按照发电机每天有10小时处于这样的工作状态，则每天可产生50千瓦时的电能，足够供一盏250W的高压钠灯工作200小时，即这样一套装置一天的发电量可以为16盏路灯供电一天。(按照路灯每天照明12小时计算)一年的发电量可达18000千瓦时。

Claims (4)

1.减速带发电照明装置，其特征在于：包括依次连接的动能接收装置、动能传动装置、能量转化装置、电能储存装置、逆变器和路灯，
所述动能接收装置包括减速踏板(1)、齿条(2)、齿轮(3)、弹性部件(4)和棘轮装置(5)，其中减速踏板(1)设置在道路表面，齿条(2)和弹性部件(4)均垂直连接在减速踏板(1)底部，齿条(2)向下运动时与齿轮(3)啮合，齿轮(3)通过齿轮轴与棘轮装置(5)连接，在弹性部件(4)上设有避震器(6)；
所述动能传动装置包括传动轴，该传动轴的输入端与棘轮装置(5)输出端连接；
所述能量转化装置包括发电机和与发电机连接的电能转化部件，所述传动轴的输出端与发电机连接；
所述电能储存装置与电能转化部件连接；
所述逆变器与电能储存装置连接，将电能储存装置的直流电转化为220V、50Hz的市电，供给路灯照明。
2.根据权利要求1所述的减速带发电照明装置，其特征在于：包括至少1组动能接收装置，这些动能接收装置设置在道路的减速区域，且动能接收装置中的棘轮装置(5)通过动能传动装置依次连接，与发电机最近处的动能接收装置通过动能传动装置与发电机连接。
3.根据权利要求1或2所述的减速带发电照明装置，其特征在于：所述减速踏板(1)为实心钢板，所述弹性部件(4)为高强度、抗变形的板簧。
4.根据权利要求1或2所述的减速带发电照明装置，其特征在于：还包括路灯供电系统和报警系统，所述报警系统与电能储存装置、路灯供电系统连接、路灯均连接，并在检测到电能储存装置电量不足时、将路灯供电系统切换至与路灯接通。
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